Tecnologia Científica

Terremotos lentos em Cascadia são previsa­veis
Evidaªncias mostram que eventos sa­smicos de escorregamento lento seguem um padrãodetermina­stico
Por Robert Perkins - 02/07/2020



Se háuma palavra que vocênão deve usar ao discutir uma sanãria ciência de terremotos, é"prever". Os sisma³logos não podem prever terremotos; em vez disso, calculam a probabilidade de grandes terremotos ocorrerem ao longo de uma determinada falha durante um determinado período de tempo.

a‰ uma questãode debate entre os sisma³logos se o processo que causa os terremotos - o carregamento de tensão ao longo de uma falha seguida pela liberação repentina e aguda de energia enquanto duas placas tecta´nicas se trituram umas contra as outras - éum processo estoca¡stico (aleata³rio), para o qual apenas uma estimativa da probabilidade de ocorraªncia pode ser feita, ou se éum processo determina­stico e potencialmente previsível.

Os sisma³logos da Caltech estudaram o equivalente a uma década dos chamados "eventos de escorregamento lento", que resultam de escorregamentos episãodicos como terremotos regulares, mas apenas geram tremores quase impercepta­veis na regia£o de Cascadia, no noroeste do Paca­fico. A análise deles mostra que esse tipo especa­fico de evento sa­smico édetermina­stico e pode ser previsível com dias ou semanas de antecedaªncia.

Artigo sobre o trabalho foi publicado na revista Science Advances em 1º de julho.

"Os sistemas caa³ticos determina­sticos, apesar do nome, tem alguma previsibilidade. Este estudo éuma prova de conceito para mostrar que o atrito na escala natural se comporta como um sistema caa³tico e, consequentemente, tem algum grau de previsibilidade", diz Adriano Gualandi, lider e autor correspondente do artigo. Gualandi foi um bolsista de pa³s-doutorado no laboratório de Jean-Philippe Avouac, professor Earle C. Anthony de Geologia e Engenharia Meca¢nica e Civil, enquanto trabalhava nessa pesquisa. Gualandi e Avouac colaboraram com Sylvain Michel, que trabalhou neste projeto como estudante de pós-graduação na Caltech, e Davide Faranda, do Instituto Pierre Simon Laplace, na Frana§a, no estudo.

Os eventos de derrapagem lenta foram observados pela primeira vez hácerca de duas décadas pelos geocientistas que rastreiammudanças impercepta­veis na Terra usando a tecnologia do sistema de posicionamento global (GPS). Os eventos ocorrem quando as placas tecta´nicas moem incrivelmente lentamente umas contra as outras, como um terremoto em ca¢mera lenta. Um evento de escorregamento lento que ocorre ao longo de semanas pode liberar a mesma quantidade de energia que um terremoto de magnitude 7,0 com um minuto de duração. No entanto, como esses terremotos liberam energia muito lentamente, a deformação que causam nasuperfÍcie estãona escala de mila­metros, apesar de afetar áreas que podem abranger milhares de quila´metros quadrados.

"Se a analogia que estamos trazndo entre terremotos lentos e terremotos regulares estãocorreta, terremotos regulares são previsa­veis", diz Avouac. "Mas mesmo que os terremotos regulares sejam determina­sticos, o horizonte de previsibilidade pode ser muito curto, possivelmente da ordem de alguns segundos, o que pode ser de utilidade limitada. Ainda não sabemos".


Como tal, eventos de derrapagem lenta são foram descobertos quando a tecnologia GPS foi refinada a ponto de poder rastrear essasmudanças muito minuciosas. Eventos de escorregamento lento também não ocorrem em todas as falhas; atéagora, eles foram vistos em apenas alguns locais, incluindo o noroeste do Paca­fico, o Japa£o, o Manãxico e a Nova Zela¢ndia.

Eventos de escorregamento lento são aºteis para os pesquisadores, porque eles se acumulam e ocorrem com frequência, possibilitando o estudo de como a tensão écarregada e liberada ao longo de uma falha. Durante um período de 10 anos, 10 terremotos de magnitude 7,0 ou mais, com escorregamento lento, podem ocorrer ao longo de uma determinada falha. Por outro lado, os terremotos mais regulares dessa magnitude ocorrem apenas na ordem de centenas de anos. Devido a esse intervalo de tempo entre grandes terremotos regulares e a falta de registros instrumentais de centenas de anos atrás, éimpossí­vel comparar com precisão os eventos passados ​​com os recentes.

Apesar do nome, os eventos de escorregamento lento oferecem aos sisma³logos uma maneira de pressionar "avana§ar rapidamente" no processo de carregamento / escorregamento que causa terremotos. Em um curto espaço de tempo de cerca de 10 anos, os sisma³logos que usam equipamento GPS de ponta podem observar a repetição do ciclo várias vezes.

Eventos de escorregamento lento representam o que éconhecido como "sistema dina¢mico não linear forçado". O movimento das placas tecta´nicas éa força que impulsiona o sistema, enquanto o atrito entre as placas, que causa o aumento da pressão e depois éliberado em um evento de deslizamento, torna o sistema não linear; em um sistema não linear, a mudança na saa­da não éproporcional a  mudança na entrada. Apesar do movimento e da fricção poderem ser modelados usando equações diferenciais totalmente determina­sticas, as condições de partida do sistema - quanta tensão a falha já estãosofrendo, por exemplo - tem um impacto significativo nos resultados a longo prazo. Nãoconhecer essas condições exatas de partida éuma das possa­veis razões pelas quais o sistema geral éimprevisível a longo prazo. Contudo, um exame do hista³rico de falhas pode revelar com que frequência e por quanto tempo padraµes semelhantes se repetem ao longo do tempo. Dessa maneira, a equipe pa´de avaliar o tempo do horizonte de previsibilidade dos eventos de escorregamento lento.

"Este resultado émuito encorajador", diz Gualandi. "Isso mostra que estamos no caminho certo e, se conseguirmos obter dados mais precisos, poderemos tentar alguns experimentos de previsão em tempo real para terremotos lentos".

Gualandi compara a previsão potencial de um evento de escorregamento lento a  ciência atual de previsão do tempo, que também envolve previsaµes sobre um processo complexo e caa³tico (e, de maneira semelhante, diminui de precisão após uma semana ou mais). "Na³s já sabemos que aproximadamente a cada 12 a 14 meses havera¡ um novo terremoto lento, mas não sabemos exatamente quando isso acontecera¡. O que mostramos éque parece possí­vel determinar quando a falha ocorrera¡ alguns dias". antes que acontea§a, semelhante a  maneira como o clima pode ser previsto com bastante precisão com alguns dias de antecedaªncia ".

Uma questão-chave ése as descobertas de terremotos de baixa rotação podem se traduzir em terremotos regulares que abalam as cidades e colocam em risco vidas e propriedades. No ano passado, Michel, Avouac e Gualandi relataram evidaªncias de que terremotos de escorregamento lento são um bom ana¡logo para seus primos mais destrutivos.

"Se a analogia que estamos trazndo entre terremotos lentos e terremotos regulares estãocorreta, terremotos regulares são previsa­veis", diz Avouac. "Mas mesmo que os terremotos regulares sejam determina­sticos, o horizonte de previsibilidade pode ser muito curto, possivelmente da ordem de alguns segundos, o que pode ser de utilidade limitada. Ainda não sabemos".

O documento éintitulado "O caos previsível de terremotos lentos". Esta pesquisa foi financiada pela National Science Foundation.

 

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